CN110398304A - 一种温度传感器批量测试系统 - Google Patents

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    • G01K15/007—Testing

Abstract

本发明提供了一种温度传感器批量测试系统，包括上位机、数据采集卡和温度测试仪，所述数据采集卡和温度测试仪分别与上位机通信连接，所述上位机根据温度测试仪传送的实时环境温度值，利用设定的拟合公式换算出待测温度传感器对应的上限电阻值和下限电阻值，并与数据采集卡传送的待测温度传感器的电阻值比对，判断各待测温度传感器的电阻值是否在上限电阻值和下限电阻值范围内，待测温度传感器的电阻值在上限电阻值和下限电阻值范围内，则判定其合格。本发明通过拟合公式换算温度传感器的上限电阻值和下限电阻值，可对各温度传感器得阻值进行批量合格与否的判断，本发明对测试环境依赖程度低、方便易行、准确度高、能显著提高测试效率。

Description

一种温度传感器批量测试系统
技术领域
本发明属于电气元件测试设备领域，尤其涉及一种温度传感器批量测试系统。
背景技术
温度传感器，特别是以NTC热敏电阻为核心的温度传感器，由于其结构简单，造价低廉、性能稳定、可靠，目前在科研、工业各领域得到非常广泛的应用。在工业批量生产或客户端使用前，均需要对传感器进行检测以确定其是否合格。
目前最常用的测试方法是用恒温液体槽（水槽、油槽）提供不同温度状态下的恒定温场，将各待测温度传感器放入液体槽中，待温度传递平衡后读取其电阻值，然后通过查表获取其温度值。这种方法依赖体积庞大、价格昂贵的液体槽，且切换不同温度，平衡温度均需要耗时等待。对于某些非专业机构，标准恒温液体槽并非是一种必备设备，这些都给一些用户带来测试的不便。
此外，对于许多结构复杂、引线外露的温度传感器，如果用油槽测试，面临着复杂的除油清洗操作，耗时费力；如果用水槽，外露的引线与水接触，因水的导电作用而导致测试结果异常；如果放在恒温烘箱测试，由于烘箱的空气流动性，温度稳定性很难达到准确测试要求。
发明内容
本发明为解决现有温度传感器测试系统体积庞大、价格昂贵、操作不便的技术问题，提供一种温度传感器批量测试系统。
本发明提供一种温度传感器批量测试系统，包括:
数据采集卡，所述数据采集卡与上位机通信连接，所述数据采集卡与待测温度传感器连接并批量采集待测温度传感器的电阻值，并将电阻值传送给上位机；
温度测试仪，所述温度测试仪与上位机通信连接，所述温度测试仪与待测温度传感器一起放置在一个封闭空间中，所述温度测试仪测试实时环境温度值并传送给上位机；
上位机，所述上位机根据温度测试仪传送的实时环境温度值，利用设定的拟合公式换算出待测温度传感器对应的上限电阻值和下限电阻值，并与数据采集卡传送的电阻值比对，判断各待测温度传感器的电阻值是否在上限电阻值和下限电阻值范围内，待测温度传感器的电阻值在上限电阻值和下限电阻值范围内，则判定其合格。
进一步的，所述温度传感器批量测试系统还包括测试夹具，所述测试夹具夹持待测温度传感器，各待测温度传感器通过所述测试夹具与数据采集卡连接。
进一步的，所述拟合公式由待测温度传感器的温度阻值表回归计算得出。
进一步的，所述待测温度传感器为NTC温度传感器，实时环境温度值为15℃-40℃时，对应拟合公式如下：
上限电阻回归公式：
Ln(Rmax-0.033)=3.52-0.0535t+0.000229 t2-0.00000105t3；
下限电阻回归公式：
Ln(Rmin-0.06)=3.46-0.0498t+0.000114t2；
其中，Rmax指上限电阻，Rmin指下限电阻，t指实时温度值。
进一步的，所述上位机是工控电脑，可设定拟合公式。
进一步的，所述测试夹具可同时连接多个待测温度传感器。
进一步的，所述数据采集卡与所述测试夹具相连，可同时测量多路数据。
进一步的，所述温度测试仪包括测温探头，所述测温探头采用铂电阻探头。
进一步的，所述封闭空间为立方体纸箱、塑料箱或金属箱。
本发明通过拟合公式换算温度传感器的上限电阻值和下限电阻值，可对各温度传感器得阻值进行批量合格与否的判断，本发明对测试环境依赖程度低、方便易行、准确度高、能显著提高测试效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的系统结构图。
图2是本发明实施例提供的测试流程图。
附图说明：数据采集卡1、上位机2、待测温度传感器3、温度测试仪4、封闭空间5、测试夹具6、测温探头7。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例提供一种温度传感器批量测试系统，如图1所示，包括:数据采集卡1，所述数据采集卡1与上位机2通信连接，所述数据采集卡1与待测温度传感器3连接并批量采集待测温度传感器3的电阻值，并将电阻值传送给上位机2；温度测试仪4，所述温度测试仪4与上位机2通信连接，所述温度测试仪4与待测温度传感器3一起放置在一个封闭空间5中，所述温度测试仪4测试实时环境温度值并传送给上位机2；上位机2，所述上位机2根据温度测试仪4传送的实时环境温度值，利用设定的拟合公式换算出待测温度传感器3对应的上限电阻值和下限电阻值，并与数据采集卡1传送的电阻值比对，判断各待测温度传感器3的电阻值是否在上限电阻值和下限电阻值范围内，待测温度传感器3的电阻值在上限电阻值和下限电阻值范围内，则判定其合格。待测温度传感器3的电阻值不在上限电阻值和下限电阻值范围内，则判定其不合格。
在具体实施中，如图1所示，所述温度传感器批量测试系统还包括测试夹具6，所述测试夹具6夹持待测温度传感器3，各待测温度传感器3通过所述测试夹具6与数据采集卡1连接。
根据本发明实施例的温度传感器批量测试系统，如图1和图2所示，所述拟合公式由待测温度传感器3的温度阻值表回归计算得出。所述待测温度传感器3为NTC温度传感器，实时环境温度值为15℃-40℃时，对应拟合公式如下：
上限电阻值回归公式：Ln(Rmax-0.033)=3.52-0.0535t+0.000229 t2-0.00000105t3；
下限电阻值回归公式：Ln(Rmin-0.06)=3.46-0.0498t+0.000114t2；
其中，Rmax指上限电阻值，Rmin指下限电阻值，t指实时温度值。
在具体实施中，所述拟合公式根据待测温度传感器3的温度阻值表，在选定温度段将内，各温度与对应上限电阻值和下限电阻值分别回归得出，检验精度应在0.5%以内，本实施例的NTC温度传感器各温度点的电阻上限电阻值和下限电阻值和利用上述回归公式计算时各点上下限拟合值及对应偏离百分比，根据实验验证计算值与实测值误差在0.5%以内，满足测试要求。测试结果见表1。
表1。
t(℃） R上限值(KΩ) 拟合值 偏差偏差 百分比 R下限限值(KΩ) 拟合值 偏差 偏差百分比
15 15.94 15.92 -0.0203 -0.13% 15.55 15.526 -0.0239 -0.15%
16 15.21 15.19 -0.0221 -0.15% 14.85 14.827 -0.0232 -0.16%
17 14.52 14.49 -0.025 -0.17% 14.18 14.162 -0.0176 -0.12%
18 13.86 13.84 -0.0214 -0.16% 13.54 13.531 -0.009 -0.07%
19 13.24 13.22 -0.0235 -0.18% 12.94 12.931 -0.0093 -0.07%
20 12.64 12.63 -0.0133 -0.11% 12.37 12.36 -0.01 -0.08%
21 12.08 12.07 -0.0127 -0.11% 11.82 11.817 -0.0027 -0.02%
22 11.55 11.54 -0.0135 -0.12% 11.3 11.301 0.0011 0.01%
23 11.04 11.03 -0.0073 -0.07% 10.81 10.81 0 0.00%
24 10.56 10.55 -0.0058 -0.06% 10.34 10.343 0.0027 0.03%
25 10.1 10.1 -0.0004 0.00% 9.9 9.898 -0.002 -0.02%
26 9.668 9.67 -0.0005 -0.01% 9.473 9.475 0.0016 0.02%
27 9.257 9.26 -0.0003 0.00% 9.066 9.072 0.0055 0.06%
28 8.866 8.87 -0.0001 0.00% 8.679 8.688 0.0087 0.10%
29 8.494 8.49 0.0001 0.00% 8.311 8.322 0.0111 0.13%
30 8.139 8.14 0.0012 0.01% 7.961 7.974 0.0127 0.16%
31 7.801 7.8 0.0021 0.03% 7.627 7.642 0.0148 0.19%
32 7.479 7.48 0.0031 0.04% 7.309 7.325 0.0165 0.23%
33 7.172 7.18 0.0041 0.06% 7.005 7.024 0.0189 0.27%
34 6.879 6.88 0.0054 0.08% 6.717 6.736 0.0194 0.29%
35 6.6 6.61 0.0062 0.09% 6.441 6.462 0.0213 0.33%
36 6.333 6.34 0.0079 0.12% 6.179 6.201 0.0217 0.35%
37 6.079 6.09 0.0086 0.14% 5.928 5.951 0.0232 0.39%
38 5.836 5.85 0.0098 0.17% 5.689 5.713 0.0242 0.43%
39 5.604 5.61 0.0109 0.19% 5.461 5.486 0.025 0.46%
40 5.383 5.39 0.0113 0.21% 5.243 5.269 0.0261 0.50%
根据本发明实施例的温度传感器批量测试系统，如图1所示，所述上位机2是工控电脑，可设定拟合公式。所述测试夹具6可同时连接多个待测温度传感器3。所述数据采集卡1与所述测试夹具6相连，可同时测量多路数据。所述温度测试仪4包括测温探头7，所述测温探头7采用铂电阻探头。所述封闭空间5为立方体纸箱、塑料箱或金属箱，或其他材质的箱体。
在具体实施中，所述的上位机2中可使用LabView软件编制测试程序，配置驱动程序后可读取数据采集卡1和温度测试仪4的数据，其功能包括：（1）实时采集温度测试仪4测试的温度值；（2）根据内置拟合公式，将温度值转化为上限电阻值和下限电阻值；（3）采集显示各待测温度传感器3的电阻值，并根据计算的上限电阻值和下限电阻值对各个数据进行合格与否判定。
在本实施例中，数据采集卡1采用Aglient 34970A, 可同时测量22路数据，利用USB接口与上位机2通讯。测试夹具6最多可同时连接50个待测温度传感器3。封闭空间5为容积为5L左右的纸箱。温度测试仪4可选用精微仪表公司的JWT-4100R/Z，采用铂电阻探头，控温精度±0.02℃，通过串口与上位机1连接。
本测试系统与现有技术比较，有以下优点：（1）测试产品在空气介质中进行，实时测试，简便易行，可提高测试效率；（2）待测产品不用接触油、水等介质，测试不受产品外形、结构限制，适用范围广；（3）不需使用液体槽，可减小测试设备体积、重量，减少投资；（4）测试数据可批量采集、显示和判断，测试效率高。
本发明实施例通过标准温度阻值数据表回归出拟合公式，在上位机中设定拟合公式，通过拟合公式换算温度传感器的上限电阻值和下限电阻值，可对各温度传感器得阻值进行批量合格与否的判断，达到批量测试的目的。本发明对测试环境依赖程度低、方便易行、准确度高、能显著提高测试效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，包括：
数据采集卡，所述数据采集卡与上位机通信连接，所述数据采集卡与待测温度传感器连接并批量采集待测温度传感器的电阻值，并将电阻值传送给上位机；
温度测试仪，所述温度测试仪与上位机通信连接，所述温度测试仪与待测温度传感器一起放置在一个封闭空间中，所述温度测试仪测试实时环境温度值并传送给上位机；
上位机，所述上位机根据温度测试仪传送的实时环境温度值，利用设定的拟合公式换算出待测温度传感器对应的上限电阻值和下限电阻值，并与数据采集卡传送的电阻值比对，判断各待测温度传感器的电阻值是否在上限电阻值和下限电阻值范围内，待测温度传感器的电阻值在上限电阻值和下限电阻值范围内，则判定其合格。
2.如权利要求1所述的一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，所述温度传感器批量测试系统还包括测试夹具，所述测试夹具夹持待测温度传感器，各待测温度传感器通过所述测试夹具与数据采集卡连接。
3.如权利要求1所述的一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，所述拟合公式由待测温度传感器的温度阻值表回归计算得出。
4.如权利要求3所述的一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，所述待测温度传感器为NTC温度传感器，实时环境温度值为15℃-40℃时，对应拟合公式如下：
上限电阻回归公式：
Ln(Rmax-0.033)=3.52-0.0535t+0.000229 t2-0.00000105t3；
下限电阻回归公式：
Ln(Rmin-0.06)=3.46-0.0498t+0.000114t2；
其中，Rmax指上限电阻，Rmin指下限电阻，t指实时温度值。
5.如权利要求1所述的一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，所述上位机是工控电脑，可设定拟合公式。
6.如权利要求2所述的一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，所述测试夹具可同时连接多个待测温度传感器。
7.如权利要求6所述的一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，所述数据采集卡与所述测试夹具相连，可同时测量多路数据。
8.如权利要求1所述的一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，所述温度测试仪包括测温探头，所述测温探头采用铂电阻探头。
9.如权利要求1所述的一种温度传感器批量测试系统，其特征在于，所述封闭空间为立方体纸箱、塑料箱或金属箱。
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